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AI嘗試解讀動物交流“語言”

日期:2025-10-14 來源:科技日報 瀏覽量: 字號:
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科學家利用無人機將能夠收集生物聲學和其他數據的傳感器安裝在抹香鯨身上。圖片來源:美國塞拉俱樂部海豹協會官網

在剛果民主共和國的熱帶雨林深處,夜幕降臨時,倭黑猩猩的叫聲此起彼伏,尖叫聲、哼聲、啾聲、哨聲,交織成一場“大合唱”。法國雷恩大學靈長類學與語言學研究者梅麗莎·貝爾泰蹲守在林間,記錄下這些聲音的節奏與組合。她發現,這些靈長類動物並非隨意發聲,而是在用不同的叫聲“拼句子”,表達出合作、安撫或邀請的意思。

這項發表於今年4月的研究,是近年來多個揭示非人類動物複雜語言能力的案例之一。研究人員在一些靈長類、鯨類和鳥類身上發現了與人類語言相似的特徵和規律。這些發現挑戰了長期以來“語言是人類獨有”的觀點,也迫使研究人員重新思考“語言”這一概念的定義。隨着人工智能(AI)被引入動物聲音分析,研究人員開始設想:或許有一天,人們真的能聽懂動物在說什麼。

創建鯨語“字母表”

過去,研究人員往往依靠漫長的野外觀察和人工標註,逐一記錄動物的聲音特徵。那是一項孤獨、緩慢、近乎“手工藝”的工作。而如今,AI的加入讓這一切發生了質變。它能在短時間內分析上百萬小時的錄音,從噪聲中識別出不同聲紋、節奏和語境之間的微妙變化。

在鯨類研究中,算法被用來分辨海洋噪聲中細微的“鯨語”差異。美國非營利組織“鯨類交流計劃”正在多米尼克島海域跟蹤並錄製抹香鯨的行動與聲音。

據美國塞拉俱樂部海豹協會官網報道,為了獲取足夠的“語料”,研究人員正在全球海域收集海量數據。水面上,無人機拍攝鯨群活動;水下,水聽器記錄鯨魚發出的咔嗒聲。有的固定在漂浮的監聽站上,有的由科研船拖曳,還有的裝載在可追隨鯨群移動的水下滑翔器中。最清晰的聲音,來自直接吸附在鯨體表面的傳感標籤,它們不僅記錄聲音,還同步記錄心率、體溫、深度和姿態數據。所有數據按時間戳精確對齊,構成一套龐大的“鯨語檔案”。

2024年,美國麻省理工學院計算機科學家丹妮埃拉·魯斯團隊基於這些數據,提出了首個“抹香鯨字母表”。研究發現,“鯨語”的意義並不只體現在節奏與停頓的差異上,細微的時間變化,或在熟悉的聲型中加入新的聲段,都可能傳遞不同的信息。

分析鳥類鳴唱規律

除了鯨類,鳥類的鳴叫也展現了驚人的規律性。

據英國《自然》雜誌報道,澳大利亞陽光海岸大學西皮唐斯分校的鳴禽研究員多米尼克·波特文表示,AI工具尤其適用於那些鳴叫變化不大且研究者已收集大量錄音的鳥類。她正在使用AI分析鳥鳴錄音。例如,山雀的叫聲每次聽起來幾乎相同,但AI可輕鬆識別、分類並分析其發聲規律。對於像華麗琴鳥這樣的擬態鳥,或棕色嘲鶇這樣叫聲複雜的鳥類,AI系統目前的表現仍有限,需要更多數據和算法優化。

日本東北大學神經科學家開發了一款模型FinchGPT,可分析白文鳥的鳴唱規律。該模型學習了3只鳥共3.2萬首“歌”,每個短音型被轉為一個“字母”,用於預測下一個音型,從而掌握鳥鳴的序列模式。

此外,AI還被用於監測稀有鳥類的存在。據英國《衛報》報道,澳大利亞維多利亞動物園在墨爾本西部安裝了35個音頻記錄器,收集了數萬小時的錄音。AI分析這些錄音,成功識別出瀕危鳥類“平原漫步者”的獨特叫聲,這是30多年來首次在該地區發現該物種。

挑戰跨物種“對話”

“AI讓我們能做到傳統手段無法實現的事。”美國“地球物種計劃”研究員大衛·羅賓遜說。該計劃正利用機器學習算法建立跨物種的“語音模型庫”,嘗試在不同動物群體之間尋找共通的表達結構。研究人員希望,AI不僅能幫助人類破譯動物語言,還能重建動物間的“對話圖譜”。

生成動物叫聲本身並不困難,但讓這些聲音“有意義”,仍是科學界面臨的最大挑戰。不過,有些項目已將跨物種交流作為目標。例如,“科勒-杜利特挑戰”提供最高50萬美元現金或1000萬美元投資,鼓勵AI實現跨物種交流的突破。

但研究人員也警告,理解並不等於翻譯。即使算法能還原聲波模式,人們也未必真正理解動物的“語義”。同時,與動物“對話”存在生態與倫理風險。例如,向座頭鯨播放人造歌聲,可能改變它們的社交和求偶模式,並通過文化傳遞影響後代。

波特文認為,人類與其他動物感知世界的方式差異太大,真正的“雙向交流”也許永遠無法實現。“我們不是鳥,所以根本無法知道一隻鳥聽另一隻鳥歌唱時在想什麼。”她補充說,“我們能做的只有盡力而為,而世界始終會留下一點神祕”。

來源:科技日報

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編輯:劉雨桐 校對:李博揚 監製:姚潤澤
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